Een elektron is een soort elementair deeltje met een bepaalde massa en negatieve lading. Het kan twee soorten bewegingen uitvoeren; de ene is om te bewegen op de baan rond de kern, en de andere is om te draaien op een as die door het centrum gaat. Omdat de beweging van elektronen momenten produceert, worden tijdens beweging stromen en magnetische momenten geproduceerd. In het aangelegde constante magnetische veld H werkt het magnetische moment van het elektron als een kleine magnetische staaf of naald. Aangezien het spinkwantumgetal van het elektron 1/2 is, heeft het elektron slechts twee oriëntaties in het externe magnetische veld: één is evenwijdig aan H, wat overeenkomt met een laag energieniveau, de energie is -1/2gβH; één is antiparallel aan H, wat overeenkomt met het hoge energieniveau, de energie is +1/2gβH en het energieverschil tussen de twee niveaus is gβH. Als in de richting loodrecht op H, de elektromagnetische golf van frequentie v wordt toegevoegd om te voldoen aan de voorwaarde van hv=gβH, absorberen de elektronen met een laag energieniveau de elektromagnetische golfenergie en springen naar het hogere energieniveau, dat elektronische paramagnetische resonantie wordt genoemd .